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解码风电:能否将海上风电进行到底?

行业聚焦点中国仪表网2010年08月19日 11:08人气:4382

 太阳能、风电、核电、智能电网,作为“碳战争”中最为被看好的四路“大军”,究竟谁能在低碳“新局”中风生水起在业界引起广泛猜想。而新能源作为零能耗、零排放、经济环保的能源,毫无疑问成为低碳攻坚战中的先锋。在新能源大军中,风电渐成“新贵”。相对于核电而言,风电更安全;相对于太阳能而言,风电开发成本更低;相对于生物质能而言,风电技术更成熟;相对于海洋能而言,风电产业化更强,风电具有独特的优势,事实证明,风电是最具潜力的“领军者”。

  在风电行业,陆上风电的高速发展已经令世界瞠目,海上风电的大开发启动,更引发了各大风电场开发商“跑马圈海”的热情。海上风电犹如一个“早产的婴儿”,在还没有发育完善的情况下就匆匆面世,很多方面都潜藏着欲速则不达的风险。“战火”已经从陆上“烧”到了海上,尽管我国海上风电开发大幕刚刚开启,但风电设备制造领域早已是硝烟弥漫。

  在政府编织的一张令人咋舌的风电蓝图面前,各大沿海省份、大型央企、众多风机设备制造商疯狂争抢这轮海上风电大餐。一轮海上风电的大规模跃进,已经箭在弦上。海上风电是半路“夭折”还是迅速成长?能否将海上风电进行到底?

  看现实:望洋兴叹尤在

  上世纪80年代,精明的欧洲人发现优质的陆上风电资源越来越少,且开发成本越来越高时,他们把目光投向了海洋。于是,蔚蓝的海面上竖起了旋转不息的白色风机,这样的画面一举成为当时最被人称道的新能源景观。而中国陆上风电的高速发展也是近几年新能源行业中令人瞩目的现象,如今这一趋势将延伸至海上,国内海上风电启动。

  海上风电受到关注并不令人意外。究其原因,一是因为在中国的漫长海岸线上,蕴藏着丰富的风能资源。二是因为海上风电占地资源少,且靠近电力负荷中心,免去了长距离输送的麻烦。在国家能源局工作总体要求和任务中还明确指出:2010年,要继续推进大型风电基地建设,特别是海上风电要开展起来。海上风电成为国家关注的项目。

  虽然我国拥有十分丰富的海上风电资源,但面对着要求更高技术、更多资金且具有更大风险的海上风电场建设,任何一个以盈利为目的的投资商都会谨慎再谨慎,不会轻易触及,我国海上风电只能是望洋而叹。

  难题一:北怕浮冰南怕台风

  如果在我国北方建立海上风电场,那么每年冬季海面上的浮冰将会是风机安全的最大威胁。而在我国南方,台风又成为了风电场安全的“第一杀手”。

  难题二:功能区划因“海”制宜

  由于风能发电在我国兴起也是最近一些年的事,我国最适于建设海上风电的部分基本上都早已开展了渔场养殖。其实,如果各方可以协调好,不妨在渔场中架起风机,这样就可以两全其美了。

  难题三:国产风机差强人意

  我国的风机技术与世界先进水平还有相当的差距。而且,海上风机对防腐蚀等要求比陆上风机更为严格,一点瑕疵都将造成机组的停转。

  由此可见,我国大型海上风机制造在技术上的落后,将会使大型海上风机的供应成为我国海上风电发展的重要制约因素。因此,加快大型海上风机的开发研制已是我国发展海上风电的当务之急。

  说疯狂:狂建风电场

  发展风电,不再是世界上少数国家、地区的游戏,风电成本的不断下降,使其具备了初步竞争力。风电已成为大陆实现节能减排目标的主力军。风电场正逐步由陆地跨入广阔海洋。放眼全国,海上风电产业的争夺大战更是如火如荼:国家海上风电特许权招标项目启动,首批项目规模庞大,各大电力公司和设备制造商“摩拳擦掌”,已经被定性为“产能过剩”的风电设备行业,正在准备迎来海上风电的又一高潮,开始从陆上到海上的“第二次出征”。海上风电场的建设可以用疯狂二字来形容,单上海就准备建5座海上风电场,海上风电提速。

  风电场之一:上海东海大桥海上风电场并网发电

  上海海上风电建设提速,我国海上风电的第一个大型试点项目——上海东海大桥100兆瓦海上风电场并网发电,34台风机随风而动,十分壮观;与此同时,上海电气研制的国内首个3.6兆瓦海上风机下线,风轮直径达到116米;作为民营企业代表的上海万德风电公司,其两台兆瓦级直驱式永磁风机不久前也在奉贤近海风场并网发电。这一切都表明,上海海上风电建设和海上风机设备制造正进入快速发展期。

  效应:一批行业巨头也渐渐浮出水面,华锐风电、金风科技、湘电风能、东方电气都已成为行业龙头,这些企业大部分掌握有海上风电技术设备核心技术。但伴随着风电产业高速增长,整机产业链也迅速膨胀,陆上风电竞争到达白热化,海上风电进一步提速。

  风电场之二:天津市将启动海上风电场项目前期工作

  天津市第一个风电场——大神堂风电场施工已经进行到桩基建设及测试阶段,预计在2010年6月全部机组将投产发电。据初步估算,建成后的大神堂风电场每年可为滨海新区提供5213万千瓦时的绿色电能,按每户每月用电87千瓦时计算,可供约5万个家庭使用一年。据了解,天津陆地风能资源主要集中在滨海新区等沿海区域,那里风频分布比较适合,风速变化较平稳,属于Ⅲ类风区。

  效应:大神堂风电场电源线工程是一个35千伏电压等级的输电线路工程,其主要作用是将风电场所发的电能接入滨海新区的主电网。预计8月中旬电源线工程将完工,有望9月为新区输送绿色电能。随后,将对13台风机逐一进行技术上的调试和检测。大神堂风电场的建设给风电设备企业带来了更多的机会。

  观博弈:强者对抗

  我国风电开发是以属地划界、分片开发,地方政府对风能资源拥有很大的支配权。在沿海风电开发高潮迭起,优质风能资源供不应求的情况下,一场以“优质风场供应”换“风电设备制造产业”的政企博弈,正在沿海各省市上演。

  小荷才露尖尖角,早有蜻蜓立上头。以华锐风电、金风科技为代表的国内风电设备制造商,以及维斯塔斯、西门子等海外龙头,早已开始“跑马圈海”,相继屯下重兵抢夺中国海上风电先机。

  本土企业的海上风机接连下线,外资品牌挟技术与经验重磅出击——面对这块香气扑鼻的蛋糕,闻“风”而动的各方无不是热情如火,志在必得。但要杀进去并保有一方阵地,也并非易事。在这个对设备可靠性要求极高的领域内,制造商尤其是本土品牌所要面临的考验,远比陆上风电严峻得多。而国内具备海上风电发展经验的风机厂家并不多。海上风电成为强企的一场博奕,在这场战争中谁能占上风,要看各自的本事了。

  华锐风电:华锐风电中中国第一、全球第三的风电装备企业。华锐风电科技(集团)股份有限公司副总裁陶刚认为,目前制约全球海上风电产业发展的关键因素是大容量、可靠性的海上风电机组的技术研发和规模化生产。而华锐风电从2006年起,就开始了3兆瓦和5兆瓦海上和潮间带风电机组的研制,华锐风电早有准备。

  优势:华锐风电早已做了准备,且是全球知名的风电装备制造企业,在技术上是比较领先的。

  金风科技:金风科技代表着海上风电的未来,金风科技和华锐风电分别是国内风电领域直趋机型和双馈机型的代表,而直趋和双馈两种风电技术一直在国内风电行业发展过程中争论不休,正是技术的不同,导致市场更为看好金风科技在海上风电的市场占有率。虽然上述两个海上风电示范项目的技术均采用双馈机型,但这并不代表双馈机型对直趋机型有相对优势。

  优势:金风科技代表着海上风电的未来,而华锐风电的技术在陆上具有优越感,相比金风科技,在海上风电竞技中堪忧,甚至在未来大功率机组竞争中也将处于劣势。

  湘电风能:通过买入总部位于荷兰乌特勒支的离岸风机制造商Darwind资产,直接获得了5兆瓦直驱风机的技术以及2兆瓦的风机生产线。一直强调自主研发的上海电气风电设备有限公司虽然与东海大桥一期失之交臂,却对二期项目志在必得。负责人反应,当初鉴于对自身技术的考虑,放弃了东海大桥一期项目,但经过最近三四年的发展,湘电已完全具有能力,很多公司都在买图纸、买设计,湘电则坚定地走自主研发的技术路线。眼下看来他们似乎慢了一些,但循序渐进、稳扎稳打的策略会让他们走得更远。

  优势:坚持走自主研发路线,稳扎稳打,相信通过不懈的努力进入海上风电前列也是早晚的事情。

  海上风电技术在西方发达国家也成熟未久,而我国还仍于起步阶段。国内外风机企业已对市场蛋糕虎视眈眈,加紧产业布局与技术研发,然而谁能抢占更多市场份额将是一场“技术为王”的竞赛。

  诉风险:枷锁重重

  2010年也许是我国海上风电真正进入快车道的元年,大型海上风电基地即将破茧而出,甚至与陆上风电基地相比更具有优先性。而这个宏伟的愿望实现起来难度有多大?我们是难以想象的。

  2010年,海上风电的序幕随着特许权招标项目的启动正式拉开。尽管海上风电有着风资源好、沿海地区电网架构优越、紧邻负荷中心的优势,但其存在的风险是不容忽视的。风电场开发商相比设备商等其他相关方来说,更加直接承担这些风险。海上风电开发有高风险、高难度的特点。

  第一:审批时间长和费用高

  据了解,对于海上风电,水规总院审批很严格。

  海洋环评及路由报告的编写及评审的时间较长。总体上从测风到获得核准,海上项目合理时间为2.5年,比陆地项目长。此外,目前,海上风电开发的前期费用是陆上风电的10倍左右。

  第二:风机价格高设计经验少

  虽然各大风机制造商竞相研发海上风机,但真正能够批量生产的厂商却很少,短期内存在供小于求的情况,开发商压价的余地不大。在风机技术上,国内风机厂家采取部分系统臃余设计的原则,以提高海上风力发电机组的可靠性和可利用率,但同时有可能增加设备造价。两下相加,设备的成本还处在较高水平。

  在风电场设计方面,目前有一定海上风电设计经验的设计院不多,竞争不充分,设计费用高。设计费用由于所占比例不大,风险相对较小,设计经验不足是主要风险。

  第三:风电场运营维护风险


  目前在国外,海上风电场检修用的交通工具有维修船和直升机。而这两种交通工具受天气、海况影响很大。从风机可利用率角度看,就陆地风机而言,海上风电机组对可靠性要求更高,从目前了解到的情况,海上风电机组可利用率普遍较低。

  海上风力发电机组塔筒长年受海洋盐雾的侵袭,其腐蚀速度比陆地环境下快,除了在塔筒制造时严格按防腐要求进行喷涂外,还要定期对塔筒进行检查维护。由于风机基础坐落在海底,改变了海底局部形态,在海浪、潮汐及海流的作用,海底地形发生运动,对基础的稳定产生很大影响,有时会危及风机安全。虽然在设计时充分考虑海流、海浪、潮汐对基础的影响,但当风机运行后,应定期对风机基础进行潜水观测及维护。

  第四:上网有风险

  国家一直未制定出统一的海上风电上网电价,而上网电价确实是开发商获得收益的主要来源,明确上网电价可以使开发商合理地制定投融资计划。此外,沿海地区虽然电网架构水平较高,但涉及到用于海上风电上网的电网仍存在不足的现象,电网公司在参与海上风电开发中的责任应加强。

  海上风电的发展速度虽然很快,但存在的问题也不少,我国海上风电的科学研究和技术开发不够,技术储备不足,缺乏实际项目运行经验,这些都需要在实践中认真地加以解决。

  窥时机:跑马圈“地”转圈“海”

  截止现在,不能说我国已具备了制造海上风机的能力。所谓具备这方面的能力,就是能够生产成熟的海上风机,而这必须是经过检验的。我国海上风电设备的制造能力还有待时间与实践的检验。经由跑马圈“水”、跑马圈“地”,我国已到了跑马圈“海”的时代,但大规模的进行海上风电建设时机尚未成熟,仍需等待。

  众多能源公司已经开始涉足海上风电领域,虽然国家海上风电总体规划与各省风电场规划还未制定完成,但各开发商已经“各显其能”,开始积极与各市县接触并签订相关协议,做到随时跟进风场规划,以期最终取得项目资质。可以说,各大能源集团在陆地风场跑马圈地的火爆场面,已经开始在水中翻版。

  海上的风速比陆地高,且一般风向固定,故机组运行稳定、寿命长;机组单机容量大,年利用小时数更高,因此能量产出也比较大;海上风电还不占用陆地宝贵的土地资源,且接近沿海用电负荷中心,便于接入电网。

  在海上发展风电,电网的矛盾不会像陆地那么尖锐,不存在大规模输电的问题。

  但目前,我国还不适宜大规模开发海上风电。只有通过示范项目来掌握更多的经验,等待时间检验后,再进一步扩大规模,这应该是一个循序渐进的过程。如今国产陆地整机可利用率不到90%,海上风电由于技术难度更大,可利用率将会更低。海上风电建设示范项目应分阶段进行,开始宜小规模发展。

  望未来:机遇 挑战

  随着风电产业的迅速发展,陆上风电场的一些问题如占用土地、影响自然景观、产生噪音、给周围居民生活带来不便等问题逐渐显露出来。毕竟陆地适于安装风电机组的场址有限,而海上的风力资源又优于陆地,噪音限制小,风机能量产出大,于是,近年来,将风电场从陆地向近海发展已经成为一种新的趋势,虽然其步伐较为缓慢,但未来还是值得期待的,海上风电产业未来机遇与挑战并存。

  机遇:2010年,要继续推进大型风电基地建设,特别是海上风电要开展起来,这是国家能源局提出来的规划,海上风电深受国家重视。而事实上,中国有着丰富的风能资源,这些资源都藏在长长的黄金海岸线中。还有,海上风电不怎么占用地域,并且靠近电力负荷中心,不像陆地风电有长距离输送的麻烦,对比陆地风电,海上风电有其自身优势。反观现实,虽然近几年来中国陆上风电取得了较快发展,连续四年装机容量呈翻番增长,但海上风电的开发才刚刚起步,而目前国家主要采取的方针是通过竞争机制来促进海上风电的发展,如今陆上风电的竞争程度非常激烈,与之相比,海上风电的门槛会更高,上网电价也会更高,可承受较高的设备成本,所以不少陆地风电设备商都对海上风电领域“虎视眈眈”。

  挑战:国家能源局联合国家海洋局印发《海上风电开发建设管理暂行办法》及工信部发布的《风电设备制造行业准入标准》,规定风电机组生产企业必须具备生产单机容量2.5兆瓦以上、年产量100万千瓦以上所必需的生产条件和全部生产配套设施。这些标准对进入海上风电设备企业提出了高标准,提高了海上风电的门槛。虽然海上风电发展大有赶超陆上之势,国家的招标大幕也即将拉开。但海上风电对风机性能要求高,将导致大多数缺乏自主研发、依靠价格战获得市场的风机企业被排除在外,具有强大研发实力和海上风电运行经验的风电设备商拥有绝对优势。

  事实上,除了恶劣的自然环境,我国海上风电要实现规模化发展,还存在种种难点,台风等极端海况的威胁一直存在,近海浅滩环境十分脆弱,且风电并网难成为一个棘手的拦路虎。针对海上环境带来的种种不便,我国企业将海上风电基础结构大部分建造工作在陆上完成,海上进行快速安装,运输和安装实现一体化。

  经过10多年的发展,世界海上风电技术已经比较成熟,已经初具规模。海上风电已经成为欧洲国家未来发展风电的主要方向,而我们国家无论从市场还是资源来看,发展海上风电都是一个非常重要的方面。然而海上风电的建设、开发和运行,远比陆上风电复杂得多,海上风电这块儿蛋糕的获取绝不会是轻而易举的,需要经过种种考验,我们要准备好了。[
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